遺伝的浮動：それは何であり、それは生物学的進化にどのように影響しますか？

の遺伝的特徴の一連の変化として考えられる生物学的進化世代を超えた生物は、生命そのものの原動力であり、新しいものへの適応です。環境。

生物の集団内の変動は、ランダムに発生するDNAの一連の突然変異によるものです。つまり、意識的なメカニズムに反応しません。そうであっても、これらの突然変異の選択プロセスはランダムである可能性があり、逆に、完全に根拠のある説明があります。

したがって、進化はランダムな突然変異、遺伝子組換えによって維持される力です有性生殖と遺伝子流動（集団への新しいメンバーの侵入）、他の多くの要因の中で。一般的な理解をしばしば逃れる本質的に重要なこれらの要因の1つは、ここで私たちに関係する用語です。 遺伝的浮動. ここでは、この魅力的なプロセスについてすべて説明します。

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遺伝的浮動とは何ですか？

まず、この複雑な用語を「時間の経過とともに種の対立遺伝子頻度を変化させることにより、自然淘汰と連動して作用する進化力」と定義することができます。序文として、注意する必要があります これは確率過程です。つまり、偶然または散発的な無相関効果が原因で発生します。.

この初期の特徴に加えて、遺伝的浮動を定義する別の用語は損失です。淘汰力は、集団内の対立遺伝子の変化を促進し、いくつかを修正し、その他。これについては、次の行で詳しく説明します。

対立遺伝子と人口について

遺伝用語を単純化して、 対立遺伝子は、同じ遺伝子が提示できるバリエーションのそれぞれであると断言できます。. この典型的な例は、メンデルが世代を超えた遺伝的分離を説明するために使用するエンドウ豆の種子です。優性の「A」対立遺伝子は緑色の種子の色をコードでき、劣性の「a」対立遺伝子は黄色の色をコードします。

ほとんどの動物は二倍体の存在（核内に2組の相同染色体を持っている）であるため、2つのコーディング対立遺伝子のそれぞれがキャラクターのはそれぞれ父親と母親から来ます。そのため、この場合の可能なバリエーションは次のようになります：AA、Aa、aa。したがって、個人が遺伝子ごとに2つの対立遺伝子を継承していることを理解すると、その表現型（外部特性）が得られます。それらの遺伝子型（ゲノム内の対立遺伝子の組み合わせ）によって直接コード化され、それらの組み合わせとして継承されます彼の両親。

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第二に、「人口」という用語は、生物学の領域で少し探求する必要があります。 遺伝的浮動は、種自体ではなく、個体群に作用します. 種は、他の異なるエンティティと遺伝子を交換できないため、「閉じた」概念です。一方、集団は、他のメンバーのさまざまなメンバーが入ることができるため、「オープン」コンパートメントと見なされます。個体群は同じ種であり、それらの間で繁殖します。これは、ラインで非常に重要なイベントです。後で。一般的な方法で両方の用語を確立すると、遺伝的浮動の基礎を理解する準備が整います。

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ドリフトの理論的基礎

曲線や用語の説明が少し複雑になるので、席を確保する時が来ました。遺伝的浮動 対立遺伝子頻度の分散、つまり平均値に対する文字の変動性によって決定されます. したがって、次の式を使用してこの進化力を計算できます。

sp2は、集団の対立遺伝子頻度の分散、つまり遺伝的浮動自体に対応します。
pとqは、キャラクターの2つの集団の対立遺伝子頻度です。
Nは、2つの母集団のそれぞれに含まれる個体の数です。

もちろん、これらの各パラメーターは複雑な式を介して取得されるため、この進化の力の数学的基礎にこれ以上焦点を当てるつもりはありません。これらの行を読んだ後でアイデアを明確にする必要がある場合、それは次のとおりです。 人口サイズが小さいほど、遺伝的浮動がそのメンバーに対して持つ力が大きくなります.

有効個体数

前の段落で重要な用語である人口規模を紹介しました。真実は、遺伝的浮動の大きさを考慮に入れるとき、科学者は集団の個人を数えるだけの価値がないということです。これらの場合 その中で繁殖する動物の数は確実に定量化されなければなりません.

総人口と有効人口サイズの違いの非常に明確な例は、両生類の人口統計学的研究です。たとえば、一般的なヒキガエルの個体数は120人のメンバーで構成できます。遺伝子解析に頼ると、確かに、年間約40匹の成虫しか繁殖せず、最大の子孫が残ることがわかります。したがって、ドリフトの影響を受ける有効個体数（Ne）は、120ではなく40になります。

遺伝的浮動の影響

遺伝的浮動は生物の個体数にいくつかの影響を及ぼしますが、それらを2つの大きなブロックに分けることができます。

集団内の対立遺伝子頻度に変化をもたらします。これは、純粋な偶然の問題であるため、これらが増加または減少することを意味する場合があります。
集団の長期的な遺伝的変異を減らします。

この最後の点は非常に重要です。 遺伝的浮動は変動性を減少させ、それは最終的には環境変化に対する人口のより大きな脆弱性につながります. 実際の例を見てみましょう。

架空の10羽の鳥、8羽の赤、2羽の黄色の鳥がいる場合、偶然にも、鳥よりも可能性が高いと考えるのは自然なことです。次世代では、赤いメンバーがより表現されているように見えます（これらの10個のうち3個だけが再現されている場合、3個すべてが着色されている可能性があるため赤）。第1世代では、赤い文字「p」の対立遺伝子頻度は0.8であり、黄色の文字「q」の対立遺伝子頻度は0.2です。

あるイベントで赤い色のオスとメスが3匹しか繁殖しない場合、理論的には対立遺伝子qは次世代なので、p = 1およびq = 0であり、すべての子孫は赤です（文字pはセットする）。これが遺伝的浮動の本当の効果であり、 偶然にも、それは人口の中で最も分散したキャラクターの固定を生み出し、最もユニークなものを捨てることになります.

人口の救済

幸いなことに、このランダムな選択を大幅に回避する力があります。それは自然淘汰です。この場合、 私たちは、ランダムで確率的なプロセスにまったく対応しない進化的エンジンに直面しています、各個人の特性は、将来の世代での生存、繁殖、およびその結果としての表現を決定できるためです。

上で引用した例は、自主的な還元主義のためにかなり足を引きずっていることにも注意する必要があります。明らかに多くの形態学的特徴が複数の遺伝子（目の色など）によってコード化されているため、例）。さらに、10人ではなく1000人の集団では、対立遺伝子の消失は、単一世代での「消去」よりもはるかに複雑であることは明らかです。

一方、 遺伝子流動は、遺伝的浮動の影響を回避するもう1つの重要な概念です. 対立遺伝子は、時間の経過とともに集団内で固定される可能性がありますが、新しいメンバーが異なる対立遺伝子とともに出現した場合、初期集団の個体で繁殖し、新たな遺伝的多様性が以下に導入されます世代。

最後に、それを制限する必要があります 突然変異は生物にランダムに発生します. したがって、新しい対立遺伝子をコードするDNAに変化が生じる可能性があり、それが理由です（at 理論的ではありませんが）閉鎖された集団では、新しいキャラクターが引き続き表示される可能性があります散発的。

履歴書

これまで見てきたように、遺伝的浮動 それは自然淘汰とともに生物の主要な進化エンジンです、しかし、それはその無計画でランダムな性質のために後者とは異なります。純粋に理論的な観点から、遺伝子流動、突然変異の出現、または自然淘汰、たとえそれが多くを要したとしても、すべての集団は各遺伝子に対して単一の対立遺伝子を持つことになります世代。

これは、当然のことながら、遺伝的多様性の低下につながります。これは、変化や環境の厳しさに対する集団および個人レベルでの反応が悪化することを意味します。したがって、遺伝的浮動は、もちろん、明らかに有害な性質を持っているので、生命自体によって打ち消されます。

書誌参照：

遺伝的浮動、khanacademy.org。 10月23日にピックアップ https://es.khanacademy.org/science/ap-biology/natural-selection/population-genetics/a/genetic-drift-founder-bottleneck#:~:text=La%20deriva%20g%C3%A9nica%20sucede%20en, 0％25％20％2C％20de％20other％20alelos。
Eguiarte、L.、Aguirre-Planter、E.、Scheinvar、E.、González、A。、およびSouza、V。 (2010). メキシコの植物種の例を含む、集団の遺伝子流動、分化および遺伝的構造。メキシコ国立自治大学生態学研究所進化生態学科分子実験進化研究所、1-30。
フツイマ、D。 J。 (1992). 進化生物学（Vol。 2). 2. ed。リベイランプレト：SBG。